物理化學課程中思政元素的挖掘與應用探索*

張亞萍 楊懷霞

河南中醫藥大學 鄭州 450046

0 引言

所謂“教書育人”，指的是教師在傳授知識的同時還要對學生進行思想道德教育。然而，在一些教師那里，“教書”一直是其重點，而“育人”這一關鍵點卻往往被忽視，這與教書育人的宗旨漸行漸遠。新時代教書育人，要求我們要牢牢抓好課堂教學育人主渠道，通過發掘各學科、各專業的思想政治教育元素和所承載的思想政治教育功能，積極推進以課程思政為重點的課堂教學內容改革[1]。課程思政是“三全育人”綜合改革中形成的一種綜合教育理念，是高校實現立德樹人根本任務的重大戰略舉措，它的實施要求高校必須將價值塑造、知識傳授與能力培養融入人才培養的過程中[2]，為國家發展培養綜合型人才。

物理化學是化學、環境、生物和醫藥等專業的基礎必修課程。該課程具有系統的知識結構，理論性、邏輯性強，在專業知識教學的基礎上，注重培養學生科學的思維能力、嚴謹的治學態度及獨立分析解決問題的能力。課程中蘊含著豐富的思政元素。本文主要從思政元素的挖掘和實施方法兩個方面進行探索討論。

1 物理化學課程中思政元素的挖掘

隨著時代的發展，國家對人才的需求也發生了變化，當前，只有綜合型人才才能滿足時代的要求。所以傳統的重理論而輕素質的教育模式已不能再沿用，加強德育教育才是新時期人才培養的最佳選擇。當前網絡及傳播技術相對發達，教師可合理利用網絡信息中的優質教學資源，以“科學家生平故事”“社會/網絡熱點問題”“應用實踐”等為切入點對思政元素進行挖掘。

1.1 “熱力學”章節中思政元素的挖掘

1.1.1 學以致用

熱力學是物理化學的重點部分，其中所含公式多且內容較為抽象，學生理解起來較困難，因此，可運用相關的實例幫助學生理解專業知識，同時進行德育教育。例如，宇航員在進入太空前進行的“吸氧排氮”就是亨利定律的應用實例。在真空狀態下，人體血液中溶解的微量氮氣若不排出，會形成氣泡堵塞血管或影響肺功能，不利于宇航員的健康。因此，宇航員必須在出艙前通過吸氧排出體內溶解的氮氣。通過舉例，讓學生明白生活中的很多行為和現象都可以用我們所學的知識去解釋，進而引導他們善于將所學知識應用于實踐。

1.1.2 腳踏實地的奮斗精神

介紹熱力學第一定律時，引入第一類永動機的制造史，從亨內考之“魔輪”到達·芬奇之“滾珠”，再到泰斯尼爾斯之“磁石”，斯特爾之“浮力”這一系列的永動機模型都以失敗而告終。進而讓學生討論為什么這么多模型的第一類永動機都無法完成。他們的設計理念違背了熱力學第一定律，即能量守恒定律。借此告誡學生，天上不會掉餡餅，只有通過辛勤的勞動和努力才能取得成功。將這些融入物理化學的課堂中，既能夠達到活躍課堂氣氛，提高學生學習興趣的目的，還可以幫助學生進行深刻的人生思考。

1.2 “相平衡”章節中思政元素的挖掘

1.2.1 愛國主義情懷

徐光憲先生早年出國留學，拿到了哥倫比亞大學的博士學位，但為了打破中國長期以“白菜價”出口稀土資源這一局面，他毅然放棄了美國的高薪待遇，回到祖國，專注于稀土回流串級萃取工藝的研究，他不畏艱難，每周堅持工作80 個小時，不斷地進行串級實驗的模擬以及理論推敲，優化萃取工藝流程，最終實現了高達99.9%的鐠釹分離純度，使我國一躍成為高純稀土生產大國，也徹底改變了世界對我國稀土萃取工藝的認識。徐光憲先生高尚的愛國主義情懷以及不怕困難、積極探索的精神值得廣大學子深思和學習。

1.2.2 嚴謹的科學態度

黃子卿教授在攻讀博士學位時，通過嚴格的實驗測定得到水的三相點的溫度為0.00 980±0.00 005℃，且這一數據被列為國際標準[3]。黃子卿教授在整個測定過程中實施了嚴格的隔熱措施，對水樣進行了嚴格的清洗及純化，此外，為了得到精確的測量結果，他還考慮了雜質對平衡溫度的影響，進行了壓力和附加壓力的校正。黃子卿教授的三相點測定實驗突出了科學的嚴謹性。教師應借此案例告誡學生，對待科學不僅要有科學的思維方法，還要有嚴謹的科學態度。

1.3 “電化學”章節中思政元素的挖掘

1.3.1 創新精神

目前，人們的生活離不開手機等通信工具、汽車等交通工具，而對于手機和電動汽車來說，電池是核心部件。寧德新能源科技有限公司生產的ATL消費類鋰離子電池讓越來越多的手機實現了快速充電，這款電池不僅具有高能量密度、高功率、快充等特點，其安全性能也得到了很好的保障。該公司CATL 動力電池的研發，則為當前電動乘用車的發展提供了持續動力。目前，寧德新能源科技有限公司憑借創新的科技發展成了全球最大的聚合物鋰離子電池生產基地?？山璐税咐膭顚W生培養努力創新的精神。

1.3.2 辯證唯物主義思想

物理化學家阿倫尼烏斯提出了著名的電離理論，對化學的發展作出了巨大的貢獻。然而，這一理論在提出初期，并沒有得到科學界的認可，甚至被認為是純粹的空想，面對種種質疑和嘲諷，阿倫尼烏斯沒有放棄，始終堅持自己的研究，最終創立了電離學說。阿倫尼烏斯能夠在科學界深受形而上學的束縛之際打破傳統觀念，以新的思想去研究和解釋電解質溶液的導電性，且面對質疑和嘲諷始終堅持不動搖的科學精神，是對學生進行辯證唯物主義思想教育的極好素材，教師可借此激發學生為科研事業竭盡所能，不懈奮斗的精神。

1.3.3 樹立環保意識

水純度的鑒定是電導率在工業上的主要應用途徑之一，眾所周知，普通蒸餾水的電導率為1×10-3S·m-1，若水被電解質類物質所污染，則水體中所含離子數量增加，電導率隨之升高。目前，我國部分地區的水污染問題隨著工農業的發展變得越來越嚴重，尤其是東莞等制造業興盛的城市，由于企業較多，其水污染程度更甚，治理更困難。以水污染為例，可以教育學生樹立環保意識，保護我們賴以生存的環境，同時引導他們運用所學知識分析和解決身邊的環境問題。

1.4 “化學動力學”章節中思政元素的挖掘

1.4.1 可持續發展觀

隨著科技的發展，氯氟烴等物質作為制冷劑、發泡劑和滅火劑等被廣泛使用，這些物質的使用的確給我們的生活提供了便利，但同時也帶來了危害。氯氟烴等物質被排出后進入對流層，但由于其化學穩定性，難以被分解而進入臭氧層。在臭氧層這些物質經紫外線照射，會分解出大量的氯自由基參與臭氧的消耗，最終導致臭氧層空洞。極地臭氧層空洞已經成為地球三大主要環境問題之一。過量的紫外線不僅對人和生物機體產生了直接威脅，也使環境不斷惡化，臭氧層的不斷損耗，不僅會限制人類的發展，還會威脅人類的生存，不符合可持續發展的戰略目標。1985 年，保護臭氧層的國際行動隨著“保護臭氧層外交大會”的成功舉行而正式展開。借此案例，可強化學生的可持續發展觀。

1.4.2 樹立環保意識

阿倫尼烏斯公式主要闡述的是溫度對反應速率的影響，因此，在講述時教師可引入全球變暖帶來的危害這一問題對學生進行環保意識的引導。例如，全球變暖所引起的冰川融化，海平面上升，最終會造成一些低洼地帶被淹沒，另外，全球變暖會導致生態系統被破壞，如空氣污染，淡水資源、能源和燃料的緊缺，還會導致一些物種的消亡，目前南極、北極海洋動物瀕臨滅絕?？勺寣W生查閱相關資料，分析全球變暖的原因，引導他們進一步建立環保意識。

1.5 “表面現象”章節中思政元素的挖掘

1.5.1 不忘初心

表面現象這一章節中，概念性知識較多，可以采用問題導入式教學。教師在專業知識講述之前引入相關例子，并提出相關問題，專業知識講解結束后，再回歸課前實例，引導學生回答問題，并從中獲得思政教育。例如，在“潤濕作用”講解前，引入“予獨愛蓮之出淤泥而不染，濯清漣而不妖”這一經典名句，讓學生思考蓮花效應產生的原因。“潤濕作用”講解之后，引導學生用所學知識解釋蓮花效應。隨后引導學生思考“蓮花效應”與習近平總書記提出的“不忘初心、牢記使命”之間的聯系。蓮雖生長于淤泥之中，但其葉卻能始終不染纖塵，潔凈地屹立于泥潭之中。同樣，現實生活中，人們面臨著各種各樣的紛擾與誘惑，很多人會忘記初心，迷失自我。教師應鼓勵學生像蓮花一樣，出淤泥而不染，面對誘惑，保持初心，始終朝著正確的方向前進。

1.5.2 量變與質變

表面活性劑溶液濃度小于臨界膠束濃度（critical micelle concentration,CMC）時，表面活性劑分子在溶液表面進行定向排列，其溶液不具有增溶作用。而當濃度達到CMC 時，表面活性劑分子在溶液表面的排列達到飽和，分子間相互聚集而形成膠束，此時，溶液的性質也隨之產生質的變化——具有增溶作用。表面活性劑濃度的變化引起溶液性質的變化這一現象就是量變與質變的完美體現，可由此讓學生明白量變是質變的基礎，我們只有在堅持目標的基礎上不懈努力，才能獲得自身素養的提高。

1.6 “膠體與界面化學”章節中思政元素的挖掘

1.6.1 愛國主義情懷

傅鷹先生是我國膠體和表面化學的主要奠基人，1928 年獲得美國密歇根大學的博士學位，心系祖國的他拒絕了美國給出的優厚待遇，回到祖國，從事化學教育事業。1950 年再度赴美的傅鷹先生又一次拒絕了美國的挽留，回國投身于社會主義建設。1954 年，我國首個膠體化學教研室在傅鷹先生的努力下順利誕生，極大地推動了我國膠體與表面化學的發展。傅鷹先生的愛國主義情懷以及投身祖國社會主義建設的堅定信念值得大家學習。

1.6.2 學以致用

豆腐是較常見且歷史悠久的豆制品，在講授溶膠的制備和凈化時，可用一句諺語“鹵水點豆腐”引出豆腐的制作過程，從磨漿、濾漿到點漿，最后壓制成型，看似簡單的流程卻能將大豆中蛋白質的吸收率從65%提高至92%～96%。從物理化學的角度分析，豆腐的這一制作流程主要包括“分散”和“聚沉”兩個過程。首先對大豆進行研磨，即分散過程，得到大豆蛋白溶膠，然后將電解質加入溶膠使其聚沉而形成凝膠。在授課過程中，還可以讓學生通過查找文獻、小組討論等方式深入地了解豆腐的制造工藝，這樣不僅有助于學生對本章節內容的理解，還可以讓學生體會到學以致用的意義。

2 融合方法是重點

課程思政是讓教師在專業知識講授的基礎上，對學生進行德育教育。所以對于課程思政而言，思政元素要基于課程內容，育人過程也要自然流暢。若教師將與專業知識無關或關聯程度低的思政內容強行植入課堂，或者是植入方式過于單調，學生將無法產生共鳴。這不僅會影響教學進度，還會影響學生對專業知識的學習。

因此，在教學過程中對學生進行思政教育，教師一方面要對教學內容進行篩選和加工，另一方面還要考慮其呈現形式。隨著時代的發展，大學生對傳統授課模式的接受程度降低，這就要求教師改變方式方法，探索適應大學生的教學模式。另外，課程思政不局限于某堂課，在物理化學課程進行的學期內都可以開展與課程相關的德育教育。

課堂是知識傳授和思政教育進行的主要陣地，豐富課堂教學形式有利于提高學生對課程思政的接受程度。隨著信息技術的發展，視頻已經成為大家最喜愛的信息接收形式。所以在課堂上教師可利用短視頻對德育素材進行呈現，例如，由電導率的應用而引出我國工業廢水污染問題，這是傳遞環保意識的思政元素，倘若只通過文字描述或者文字中插配圖片來呈現，很難吸引學生的注意，導致課堂氣氛沉悶，不僅達不到德育的目的，還會影響專業知識的學習。教師可以利用網絡、慕課等資源，將水污染的情況以及治理的難度制作成短視頻，讓學生在短時間內，直觀地獲得相關信息，這樣不僅能夠引起學生的興趣，還能給學生留下深刻的印象。視頻播放結束后，教師應對視頻內容加以總結，將思政內容生動地融入課堂，進而達到德育教育的最佳效果。

課后的思政教育對鞏固課堂思政大有裨益。如今，為了方便溝通，任課教師和學生之間都會建立微信群或QQ 群，因此，在群內進行課后思政教育是最直接有效的途徑。教師可以邀請學生一起制作相關思政視頻，并將其分享到群中，在對學生進行思政教育的同時，還能夠增進師生間的交流與溝通。另外，抖音、微視、小紅書等都是當代大學生經常使用的視頻軟件，其中不乏傳遞正能量的視頻，教師可以篩選其中與物理化學思政教育相關的視頻進行分享，讓學生在課余時間接受德育教育。

這些適應當代大學生的思政教育模式，易于被學生接受，對持續發揮物理化學課程思政的育人作用大有裨益。

3 結束語

將課程思政融入物理化學課程中是實現德育的重要途徑，課程思政的融入模式對育人效果有極大的影響。作為教育改革的實施者，教師應積極發掘課程中蘊含的思政元素，并探索易于被當代大學生接受的育人形式，充分發揮物理化學的育人功能，在潛移默化中實現立德樹人的教育目標。